電渣重熔空心鋼錠過程的數(shù)值模擬.pdf

1、近年來(lái)，隨著我國(guó)核電、石化、水電等能源領(lǐng)域的迅速發(fā)展，對(duì)其核心零部件筒形大鍛件的尺寸要求越來(lái)越大、對(duì)質(zhì)量要求越來(lái)高?？招匿撳V由于其獨(dú)特的組織和凝固特性，在生產(chǎn)大型筒形鍛件具有普通鋼錠無(wú)可比擬的優(yōu)越性。電渣重熔是生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)空心錠的有效方法之一，它可以保證金屬良好的內(nèi)部組織和高的鑄態(tài)特性。電渣重熔空心鋼錠工藝雖然具有許多顯著的優(yōu)點(diǎn)，但由于電渣重熔空心鋼錠是一種新技術(shù)，國(guó)外對(duì)其研究才剛剛開始，國(guó)內(nèi)也幾乎沒有對(duì)其較詳盡的研究報(bào)道，實(shí)際生產(chǎn)數(shù)據(jù)少，

2、需要對(duì)其所包含的科學(xué)問題進(jìn)行深入的研究。
　　本文在前人研究的基礎(chǔ)上，從電磁場(chǎng)方程、流體流動(dòng)方程和熱量傳輸方程出發(fā)，建立了電渣重熔空心鋼錠過程的數(shù)學(xué)模型，并利用ANSYS和CFX軟件對(duì)整個(gè)模型進(jìn)行求解，得到整個(gè)體系的電場(chǎng)、磁場(chǎng)、流場(chǎng)和溫度場(chǎng)的分布規(guī)律特征。通過相關(guān)的電渣重熔空心鋼錠實(shí)驗(yàn)，對(duì)數(shù)學(xué)模型進(jìn)行了驗(yàn)證。
　　本文從電渣重熔空心鋼錠過程在生產(chǎn)中存在的實(shí)際問題出發(fā)，對(duì)其進(jìn)行了相關(guān)的研究，旨在提高空心鋼錠的表面質(zhì)量和內(nèi)部質(zhì)量

3、。對(duì)比分析了不同的渣高、電極插入深度、電極布置以及供電方式對(duì)電渣重熔空心鋼錠過程的影響。
　　不同的渣高、電極插入深度、電極數(shù)量及供電方式對(duì)重熔體系電場(chǎng)、溫度場(chǎng)、流場(chǎng)影響的計(jì)算結(jié)果表明:在相同輸入功率下，隨著渣高的增加，金屬熔池逐漸變淺;隨電極插入深度的加深，金屬熔池逐漸變深;十電極布置方式比八電極布置的金屬熔池深，但渣/金界面的溫度變化相對(duì)較小;采用導(dǎo)電結(jié)晶器工藝比不導(dǎo)電結(jié)晶器工藝時(shí)，獲得的金屬熔池更加淺平。進(jìn)而得出采用渣池深度